[发明专利]一种熔融沉积成型3D打印机的混粉进料喷头装置

说明书

本发明属于熔融沉积成型3D打印技术领域，并具体公开了一种熔融沉积成型3D打印机的混粉进料喷头装置。所述装置包括送粉模块、混粉模块、加热模块以及挤出模块，送粉模块包括气泵、气流管、粉料筒、气流阀和粉料支路软管，混粉模块包括混粉管和搅拌风扇，加热模块包括加热片和测温元件；挤出模块包括设于所述混粉管内的步进电机、联轴器、变芯径螺杆以及设于所述混粉管底部的喷嘴，变芯径螺杆用于将加热片熔融的混合粉料挤压至所述喷嘴处进行打印。本发明可有效解决现有技术中多喷头打印装置的繁重复杂、难以实现高精细材料梯度成型件打印的问题，同时还具备装置结构简单、只需要单个喷头即可实现多功能复合梯度材料的高精细梯度打印。

技术领域

本发明属于熔融沉积成型3D打印技术领域，更具体地，涉及一种熔融沉积成型3D打印机的混粉进料喷头装置。

背景技术

随着科技的发展，人们对材料性能的要求日益提高，由单一材料制成的成型件的性能已经不能满足人们的要求，多功能梯度复合材料的制备成为研究的热点。3D打印技术又称快速成型技术(RapidPrototypingManufacturing，简称RPM)或增材制造技术(AdditiveManufacturingTechnology)，它涉及到机械工程、材料工程、数字控制、逆向制造、CAD技术以及计算机技术等学科。3D打印技术的基本原理为“逐层打印、层层叠加”，以3D打印快速成型技术为核心，利用材料的不同特性，出现了不同打印原理的3D打印技术，其中，熔融沉积成型(FDM)设备依靠其使用方便、操作简单而成为当下应用的主流。其硬件核心是热熔打印喷头，打印材料多为热熔性高分子材料，打印过程中，利用材料达到熔点后的熔融状态粘接成型。

然而，进一步的研究，在利用3D打印技术制备多功能梯度材料进行打印的过程中，混粉进料喷头装置仍然存在以下的缺陷或不足：首先，利用3D打印技术制备多功能梯度材料主要通过设置多喷头实现，打印路径规划复杂，喷头交替运动形成较多无效时间，且难以实现高精细材料梯度的成型件打印；其次，现有技术采用繁重复杂的多喷头打印，使得打印装置繁重复杂，打印精度不高；最后，现有技术中成型件的梯度受限于喷头个数及喷嘴口径，无法对打印件各区间的材料进行任意的个性化定制，极大地限制了3D 打印领域多功能复合梯度材料的研究进展。

基于上述缺陷和不足，本领域亟需对现有的熔融沉积成型3D打印机的混粉进料喷头装置做出进一步的改进设计，构建结构简化的混粉进料喷头装置，以摆脱多喷头的束缚，解决现有熔融沉积成型3D打印机无法打印高精细材料梯度的成型件的技术难题。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种熔融沉积成型3D打印机的混粉进料喷头装置，可有效解决现有技术中多喷头打印装置的繁重复杂、难以实现多功能复合梯度材料成型件打印的问题，同时还具备装置结构简单、只需要单个喷头即可实现多功能复合梯度材料的高精细梯度打印，因而尤其适用于熔融沉积成型3D打印的应用场合。

为实现上述目的，本发明提出了一种熔融沉积成型3D打印机的混粉进料喷头装置，包括送粉模块、混粉模块、加热模块和挤出模块，其中，

所述送粉模块包括气泵、气流管、粉料筒、气流阀和粉料支路软管，所述气泵通过气流管与所述粉料筒连接，所述气流阀设于所述气流管上，用于控制所述粉料筒内的气压，所述粉料支路软管的进料口与所述粉料筒连接，用于输出所述粉料筒内的粉料；

所述混粉模块包括混粉管和搅拌风扇，所述粉料支路软管的出料口与设于所述混粉管侧壁上的进料口连接，用于向混粉管内输送粉料；所述加热模块包括加热片和测温元件，所述加热片设于所述混粉管的外壁上，用于加热熔融所述混合粉料，所述测温元件设于所述加热片与混粉管之间，用于实时调控所述加热片的加热温度；